异步电动机的工作原理 异步电动机工作原理,旋转磁场怎样产生

题目：

异步电动机工作原理,旋转磁场怎样产生

解答：

首先分析单相电机的磁场.单相电机具有两对磁极,成垂直放置,见图1.这两个线圈通入相差为90度的正弦电流,在线圈中形成相差为90度的交变正弦磁通.实际上,两个线圈是静止的,在通入正弦交流电后形成的磁通只能变大或变小,但不能旋转,转子中的电流形成的本质原因还是感生电动势引起（也即是由涡旋电场引起）,（但分析中为了方便都把这个磁场等效为旋转的磁场,这样转子中的电流就等效为了动生电动势所引起）,从宏观上看这种等效不影响电路和磁路的分析,但两种磁场使电机旋转的原因却大不相同.旋转磁场的磁力线切割转子导线感应出动生电动势形成电流,这个电流在旋转磁场中要受到电磁力的作用从而使电机旋转,这个很容易理解,教学书中一般都是这样来讲,但这个其实是等效出的就单相电机来分析,（定子转子都垂直放置,L1通入sinωt,L2通入sin（ωt+90））,使电机旋转的力本质上应该是感生电动势引起：L1绕组中的正弦电流达到正向峰值时（线圈磁通也达到正向峰值,此时电压和电流的导数都为0,也即是这个线圈在转子Z2中感应出的电流为0）,与其相差90度的L2线圈电流为0（磁通也为0）,但此时在Z1中感生电动势却达到最大（因为此时L2定子的电压函数导数最大）,Z1中的电流是涡旋电流,因为Z1线圈平面垂直于L2的磁感线,而L2对于Z2来说感生电动势为0（因为Z2平面平行于L2线圈磁感线方向,故无法感应出电动势）.Z1中的电流恰好垂直于L1的磁场,而此时L1的磁场正处于峰值,这时刻Z1受到的电磁力最大,电机转矩也最大.下半个周期类推.（这仅是在理想状态下,实际上由于转子电抗和电阻的影响,两者会有相位差,从而不会在L1达到磁场峰值时Z1电流恰好达到最大.）这也就好解释为何电机停转/启动情况下电流很大：电机转子Z1感应电流受到L1磁场电磁力作用,正常转动情况下,此时Z1转动切割L1磁场在Z1中感应出另外一个与涡流（L2涡旋电场形成的电流）相反的电动势/电流,这个电流抵消了涡流,从而使转子电流很小.但停转时,转子仅受到涡流作用,没有了切割L1磁场感应电动势/电流的抵消,故电流很大.这个在稍后还会深入分析.停转时尽管电流很大,但转矩却不大：如果转子绕组Z1静止置于L2形成的涡旋电场中,则Z1和L2电流同频率（也即此时频率最大正常转动时Z1频率很低）,Z1的电抗和电流频率成正比,故Z1电抗最大,这时相位差角也最大,从而不会在L1达到磁场峰值时Z1电流恰好达到最大,所以转矩并不大.正常转动时Z1频率很低：这个也很好解释,特殊情况下转子如果以定子L1和L2供电频率的角速度旋转,则转子每次走到L1/l2线圈的时,恰好平行于L1/l2线圈产生的磁力线,而不能形成电流,且频率为0,如果以略低于这个角频率旋转,则电流很小,频率也很小三相异步电机原理相同,类推即可.